変圧器用アルミストリップとは何ですか?
変圧器用アルミ条は, 変圧器の巻線および関連する電気用途向けに特別に製造される高純度アルミ条です(通常, 純度99.5%以上, 例えばグレード1050, 1060, 1070など).冷間圧延により所定の幅, 厚さ, 機械的特性に加工され, 変圧器のコイル(巻線)の導電キャリアとして使用されます.
変圧器用アルミ条は, 導電性, バリ, エッジ状態, キャンバー(側面曲げ), 表面品質など, 非常に高い技術要件を満たしています.重要な電気材料として, 送電・配電システム, 特に乾式変圧器の高電圧・低電圧巻線の導電材料として, 不可欠な役割を果たしています.
変圧器の動作中, アルミニウム帯板は主に電流伝送の機能を担うとともに, 電磁変換プロセスにも関与します.変圧器の性能に影響を与えるコア材料の一つです.
アルミニウムの電気伝導性と熱伝導性は銅に次ぐもので, 伝統的な材料の中でも最も優れた導電性金属の一つです.銅の価格はアルミニウムよりもはるかに高いため, アルミニウム製錬技術の急速な発展に伴い, アルミニウムの生産量, 品質, 純度は大幅に向上しました.アルミニウムの価格も徐々に低下しており, 変圧器巻線用途において, アルミニウム条は銅条の代替としてますます人気が高まっています.
変圧器用アルミ条は, 優れた導電性, 軽量性, 優れた耐食性, そして優れた成形性から高く評価されています.主に乾式変圧器および油入変圧器の高電圧および低電圧コイルの製造に使用されています.高純度アルミニウムを圧延・スリット加工して製造される帯状の導体で, 銅条の代替としてコストと重量を削減できます.
中でも, 1060アルミニウムストリップは99.6%以上のアルミニウムを含み, アルミニウムストリップシリーズの中で最も広く使用されているグレードの一つです.製造工程は比較的シンプルで技術的に成熟しているため, 他の高級アルミニウム合金と比較して価格面で大きな優位性があります.1350アルミニウムストリップは, 電気用途向けに特別に設計された高純度アルミニウムで, 高い導電性とより安定した電気性能を備えています.
選択する際には, 以下の点を総合的に評価する必要があります.
- 初期投資コストと長期運用損失の比較(アルミニウム変圧器では負荷損失が若干高くなる可能性があります).
- 設置スペース(アルミ製トランスは若干大きめのサイズとなります).
- メーカーの技術力(特に接続技術).
変圧器用アルミニウムストリップの電気伝導率
- 1050: 60% IACS 以上.
- 1060: 61.5% IACS 以上.
- 1070: 62.7% IACS 以上.
- 1350: 62% IACS 以上.
変圧器用アルミニウムストリップの仕様
変圧器用アルミニウムストリップに最も一般的に使用される合金は, 最も高い電気伝導性を持つ 1000 シリーズ (純アルミニウム) に属します.
| 仕様 | 詳細 |
| 一般的な合金 | 1050, 1060, 1070, 1350 |
| 気性 | O (完全焼きなまし) - これにより, ストリップは柔らかくなり, 「跳ね返る」ことなく簡単に巻き取ることができます. |
| 厚さ範囲 | 0.1 mm ～ 3.5 mm (乾式変圧器では通常 0.5 ～ 1.5 mm などの薄いストリップが使用されますが, 油入変圧器ではより厚いストリップが使用される場合があります.) |
| 幅の範囲 | 10mm～1600mm |
| 導電率 | ≥ 61% IACS(国際軟銅規格) |
| 表面品質 | 清潔で, 油分がなく, 均一に酸化されており, 傷やバリがない |
| エッジ処理 | 通常, 巻き取り中に層間絶縁材に穴が開くのを防ぐために, 角が丸くなっています(面取りされています). |
| 寸法精度 | 厚さ公差 ≤ ±0.01 mm, 幅公差 ≤ ±0.1 mm |
| 配送フォーム | コイルまたはストリップ, 工場直送 |
変圧器用アルミニウムストリップ材料とグレード
変圧器用アルミ条は主に1XXXシリーズの純アルミニウムを使用し, アルミニウム含有量が高く, 優れた導電性を特徴としています.一般的なグレードとその特性は次のとおりです.
| 学年 | アルミニウム含有量 | 導電率 | 特徴 | 代表的な用途 |
| 1050(O) | 99.50% | 良い | 適度なコスト, バランスの取れたパフォーマンス | 配電用変圧器, 汎用 |
| 1060年(O) | 99.60% | 素晴らしい | 1050よりもわずかに高い導電率 | 乾式変圧器, 35kVクラス |
| 1070年(O) | 99.70% | 非常に高い | 高純度, 低抵抗 | 高性能変圧器, リアクトル |
| 1350年(O) | 99.50%以上 | 超高 | 電気グレードの純アルミニウム, 導電率は銅の62%に近い | 大型電力変圧器 |
調質:ほぼすべての鋼板はO調質(軟質焼鈍)で供給されます.完全焼鈍処理後, 優れた巻線性と伸び特性を備え, コイル巻線時の割れを防止します.
変圧器用アルミストリップ表面処理
変圧器用アルミニウムストリップの絶縁性能と耐腐食性を向上させるには, 特殊な表面処理が必要になることがよくあります.
絶縁コーティング処理
アルミニウムストリップの表面にポリエステルやポリイミドなどの絶縁材料の層を塗布し, 層間絶縁性能を高めます.
不動態化処理
アルミニウムストリップの表面に化学処理により不動態膜を形成し, 耐食性を高めます.
抗酸化処理
アルミストリップの表面に特殊な酸化防止層を形成し, 長期使用時の酸化を防止します.
粘着防止加工
巻き取り工程中の粘着を防ぐために, アルミストリップの表面に特殊な処理が施されています.
これらの表面処理プロセスは, 特定の使用環境と要件に応じて選択することができ, 変圧器のアルミニウムストリップがさまざまな動作条件下で確実に動作することを保証します.
変圧器用アルミニウムストリップの品質要件
変圧器用アルミ条の専門メーカーであるHaomei Aluminumは, 変圧器用アルミ条が性能と安全性において一般的な工業用アルミ条とは根本的に異なることを十分に理解しています.電力設備の長期安定稼働要件を満たすため, 当社は生産および品質検査においてより厳格な技術基準を適用し, すべてのコイルが変圧器グレードのアプリケーション要件を満たすことを保証しています.
高精度バリフリーエッジコントロール
当社では, 精密スリット加工とオンライン検査工程を採用し, マイクロバリのない滑らかで丸みのある面取りされたエッジを実現し, 巻き取り時の絶縁紙やフィルムの損傷を防ぎ, ショートや機器故障のリスクを低減します.
優れた表面品質
アルミストリップの表面は, 油汚れ, 傷, へこみ, 酸化欠陥がなく, 非常に清潔で滑らかに保たれており, 均一な接触と安定した絶縁性能が確保され, 変圧器の厳しい信頼性要件を満たします.
キャンバーと平坦度の厳密な管理
張力制御とレベリング処理により, サイドキャンバーが最小限に抑えられ, ストリップをコアにしっかりと真っ直ぐに巻き取ることができるため, 巻線の安定性とトランス全体の性能が向上します.
Haomei Aluminum は, 成熟した生産経験と完全な品質管理システムを基盤として, 安定した信頼性の高い変圧器用アルミストリップ ソリューションを継続的に提供し, 電力設備の安全性と動作効率の向上に貢献しています.
変圧器用アルミストリップの特徴
変圧器巻線の重要な導電材料であるアルミニウム帯の品質は, 変圧器全体の性能と信頼性に直接影響します.当社は高純度アルミニウムを選定し, 精密加工を施すことで, すべてのコイルが電力機器の厳しい要件を常に満たせるよう努めています.
安定した信頼性の高い電気伝導性
導電率は銅の60～62%に達し, 性能とコストの優れたバランスを実現します.高純度の原材料を使用することで, 安定した抵抗率を確保し, エネルギー損失を低減し, 変圧器全体の効率を向上させます.
厳格な表面および寸法管理
圧延からスリット加工まで, 全工程を厳密に管理しています.鋼板は清潔で平坦であり, 油分, 傷, 酸化斑などがなく, 厚さと幅の許容差が正確であるため, 巻取抵抗と構造が一定に保たれ, よりスムーズな巻取と, より安定した完成品が得られます.
バリのない丸みを帯びたエッジで安全性を向上
特殊な精密切断とエッジ丸めプロセスを使用することで, エッジは滑らかでバリがなく, 巻き取り時の絶縁損傷を防ぎ, 短絡のリスクを大幅に軽減し, 長期的な安全性と信頼性を向上させます.
複雑な巻き構造にも柔軟かつ耐久性に優れています
完全に焼きなましされた(O 質別)アルミニウムストリップは, 優れた伸び率(≥ 25%)を備え, 巻き取り中に割れたり壊れたりしにくく, 多層, 多角度, 特殊形状のコイル構造に簡単に適応し, 生産効率と歩留まりを向上させます.
優れた放熱性, 耐腐食性, 長寿命
優れた熱伝導性により動作温度が低下し, アルミニウム本来の耐腐食性により長期の使用環境でも安定した性能が確保されます.
軽量でコストメリットが明確
同じ導電率要件において, アルミニウムの密度は銅の約30%に過ぎないため, 変圧器の重量を40%以上削減できます.同時に, 材料コストは銅の約1/3～1/4に過ぎないため, 変圧器メーカーにとって非常に競争力のある総合的なコスト優位性をもたらします.
変圧器巻線用アルミニウムストリップの技術的利点
優れた電気伝導性
アルミニウムの導電率は, 銀, 銅, 金に次いで高く, 一般的に使用される金属の中では4位です.アルミニウムの導電率は約37.7×10^6 S/mですが, 銅の58×10^6 S/mと比較して低いため, ほとんどの変圧器のニーズを満たすには十分です.
アルミ巻変圧器は, アルミ条の断面積と巻線構造を適切に設計することで, 銅巻変圧器に匹敵する電気性能を実現できます.変圧器の性能は, 材料だけでなく, 構造設計と製造技術にも大きく依存します.
優れた熱伝導性
変圧器は動作中に熱を発生します.優れた熱伝導性も変圧器用アルミ条の重要な特性です.アルミニウムの熱伝導率は237 W/(m·K)で, 銅の397 W/(m·K)より低いものの, 他の一般的な金属と比べると大幅に高くなっています.
この優れた熱伝導性は, 変圧器の動作中に熱を放散し, 正常な動作温度範囲内に維持することで, 信頼性と寿命を向上させます.特に高負荷・高温条件下では, アルミニウムストリップはホットスポットの温度を低下させ, 絶縁体の劣化を遅らせるのに役立ちます.
大幅な軽量化の利点
アルミニウムの密度は約2.7 g/cm³で, 銅の8.96 g/cm³よりもはるかに低いため, アルミ巻変圧器は重量面で大きな利点があります.同じ容量の場合, アルミ巻変圧器は通常, 銅巻変圧器よりも30%～40%軽量です.
この軽量機能により, 輸送コストの削減, 設置の容易さ, 構造負荷の軽減, メンテナンスの容易さなど, さまざまな利点がもたらされます.高層ビルや移動式変電所など, 重量に敏感な用途に最適です.
明らかなコスト優位性
アルミニウムの価格は銅よりも大幅に低いため, アルミニウム巻線変圧器は明らかにコスト面で有利です.市場データによると, アルミニウムは通常, 銅の約3分の1のコストです.
このコスト上の利点は, 材料調達だけでなく, 変圧器の製造全体にも当てはまります.密度が低いということは, 同じ電気性能を得るのに必要な材料が少なくなることを意味します.作業性が優れていると加工コストが下がり, アルミニウム資源が豊富なため, 価格が安定します.
優れた耐腐食性
アルミニウムは空気中で急速に緻密な酸化アルミニウム膜を形成し, さらなる酸化と腐食を効果的に防ぎます.ほとんどの自然環境および一般的な産業環境において, アルミニウム巻線は優れた耐食性を備えています.
一方, 銅は特定の環境(例えば, 硫化物や塩化物が存在する環境)では腐食する可能性があります.そのため, 特定の条件下では, アルミニウム巻線変圧器の方が長期的な信頼性が高くなる可能性があります.
優れた作業性
変圧器用アルミニウム条材は通常, O質(軟質)で供給され, 優れた延性と加工性を備えています.この状態により, 複雑な巻線構造のニーズに合わせて曲げ, 巻線, 成形を容易に行うことができます.
具体的には, 変圧器用アルミニウムストリップの加工上の利点としては, 優れた伸びと引張強度, 標準加工要件(スタンピング, ストレッチ)を満たすこと, さまざまな形状に成形できること, ガス溶接, 原子水素溶接, 接触溶接による溶接性, 圧力加工や曲げに対する優れた耐性などが挙げられます.
変圧器用アルミニウムストリップの化学組成
1050 Oアルミニウムストリップの化学組成
| 要素 | アル | シ | 鉄 | マグネシウム | 亜鉛 | マン | ティ | 銅 | V |
| 標準値 | ≥99.5 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
1060 Oアルミニウムストリップの化学組成
| 要素 | アル | シ | 鉄 | マグネシウム | 亜鉛 | マン | ティ | 銅 | V |
| 標準値 | ≥99.6 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
1070 Oアルミニウムストリップの化学組成
| 要素 | アル | シ | 鉄 | マグネシウム | 亜鉛 | マン | ティ | 銅 | V |
| 標準値 | ≥99.7 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
1350 Oアルミニウムストリップの化学組成
| 要素 | アル | シ | 鉄 | マグネシウム | 亜鉛 | マン | ティ | 銅 | V |
| 標準値 | ≥99.5 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
変圧器用アルミストリップ厚さ許容差
| 厚さ | 厚さ許容差 |
| 0.1～0.2 | +/-8% |
| 0.2～0.4 | +/-0.02 |
| 0.4～0.8 | +/-0.03 |
| 0.8～1.1 | +/-0.04 |
| 1.1～1.4 | +/-0.05 |
| 1.4～2.0 | +/-0.06 |
| 2.0～2.5 | +/-0.07 |
| 2.5～3.0 | +/-0.08 |
変圧器用アルミストリップ幅公差
| 厚さ(mm) | 幅許容差(%) | ||||
| 100未満 | 100～300 | 300～500 | 500～1250 | 1250-1500 | |
| >0.1-0.20 | +/-0.15 | +/-0.2 | +/-0.3 | +/-0.5 | +/-0.5 +/-1 |
| 0.20～0.60 | +/-0.15 | +/-0.2 | +/-0.3 | +/-0.75 | +/-0.5 +/-1.25 |
| 0.60～1.0 | +/-0.15 | +/-0.25 | +/-0.5 | +/-0.75 | +/-0.5 +/-1.25 |
| 1.0～2.0 | +/-0.2 | +/-0.35 | +/-0.6 | +/-1 | +/-0.5 +/-1.25 |
| 2.0～3.0 | +/-0.5 | +/-0.5 | +/-0.75 | +/-1 | +/-0.5 +/-1.25 |
変圧器のアルミストリップのバリと崩壊
| アルミ板の幅(mm) | バリの高さ(mm) | 折りたたみ側の高さ(mm) |
| <0.2 | 0.01 | ≥0.05-0.1 |
| 0.2～1.0 | 0.015 | |
| 1.1～1.5 | 0.02 | |
| >1.6 | 0.03 |
変圧器用アルミストリップの種類
変圧器用アルミニウムストリップ 1050 O
1050アルミ箔ストリップは99.5%のアルミニウムを含み, 優れた導電性と柔軟性を備えています.O質別で完全に焼鈍されているため, 箔はより柔らかく, 加工が容易です.変圧器の巻線によく使用され, 高い導電性と優れた延性が求められる用途に適しています.
1050 Oアルミニウム帯は, 変圧器で最も一般的に使用される材料の一つです.変圧器の巻線支持材として頻繁に使用され, 変圧器の損失を低減し, 性能を向上させるのに役立ちます.
変圧器に使用される1050 Oアルミニウム帯の厚さは, 一般的に0.1mmから1mmの範囲です.単層構造または二層構造で提供されており, コイルの磁気漏れを効果的に低減し, 絶縁性能を向上させます.
変圧器用アルミニウムストリップ 1060 O
1060アルミ箔帯は, アルミニウム含有量が最大99.6%で, 優れた導電性と高い耐腐食性を備えています.O質別では, 1060アルミ箔はより柔らかく, 成形が容易なため, 特に厳格な電気的・機械的性能が求められる変圧器コイルの巻線に適しています.
1060 Oアルミニウム合金は優れた可塑性を有しますが, 他の合金に比べて強度が低くなります.主に変圧器の巻線など, 様々な高電圧および低電圧電気機器に使用されます.
変圧器用アルミニウムストリップ 1070 O
1070アルミ箔帯は, アルミニウム含有量99.7%の高純度アルミニウムをベースとしており, 優れた導電性, 優れた柔軟性, 優れた耐久性を備えています.1070 Oテンパー箔は, 変圧器の巻線工程において安定したコイル構造を形成するため, 高い導電性と延性が求められる変圧器設計に適しています.
変圧器巻線用アルミ箔1070 Oは, 乾式変圧器, 油入変圧器, リアクトル巻線に使用できます.
変圧器巻線用1070 Oアルミ箔は優れた放熱性を有し, 長期運転時のコイル温度上昇を抑え, コイルの寿命を延ばします.変圧器巻線に1070 Oアルミ箔を使用することで, 変圧器の一括製造コストを15%削減できます.
変圧器用アルミニウムストリップ 1350 O
1350アルミ箔帯は, アルミニウム含有量が99.5%を超える高純度アルミ箔で, 変圧器巻線材に広く使用されています.1350 Oテンパー箔は, 焼鈍処理後, 優れた可塑性と柔軟性を有し, 変圧器巻線材に求められる高い導電性と機械的安定性の要件を満たしています.
変圧器巻線用 1350 O アルミ箔は, 油入変圧器や乾式変圧器などの変圧器業界で広く使用されています.
変圧器巻線用1350 Oアルミ箔には, 裸タイプとコーティングタイプがあります.裸タイプは主に油入変圧器の巻線材として使用され, コーティングタイプは主に層間絶縁材として使用されます.
変圧器用アルミストリップ巻線構造と設計
アルミストリップコイル
- 平らな断面を持つ高純度アルミニウムから圧延された
- 製造工程中に連続的にコイル状に巻かれる
- 丸線と比較して, アルミニウムストリップは充填率が高く, 放熱性に優れ, 機械的強度がより均一です.
一次巻線
- 入力巻線は鉄心の片側に位置し, 通常は電力網に接続されている.
- アルミニウムストリップを多層に巻いて形成
- 比較的少ない巻数で大きな電流を流す
- 入力された電気エネルギーを磁気エネルギーに変換する役割を担う
二次巻線
- 出力巻線は鉄心の反対側に位置し, 負荷に電力を供給する.
- アルミストリップを使用して巻かれたもの
- 巻数は変圧比に応じて設計され, 通常は一次巻線よりも大きい.
- 高電圧または低電圧を出力します(設計によって異なります)
絶縁層
- アルミニウムストリップの各層の間に位置する重要な構造
- 一般的な材料:電気絶縁紙, 絶縁フィルム, 複合絶縁材料
- 層間短絡を防止
- オイルダクトやエアダクトの形成にも役立ち, 放熱性を向上させます.
積層鉄心
- 変圧器の磁気回路コア
- 渦電流損失を低減するためにシリコン鋼板を積層
- 一次巻線と二次巻線に閉じた磁束経路を提供する
- 変圧器の効率と無負荷損失を決定します
冷却チャネル
- 巻線と鉄心の間, および巻線内に熱放散経路を確保
- 変圧器油や空気の循環を促進する
- 巻線の動作温度上昇を低減
- アルミニウムストリップ巻線(高電流, 低損失設計)に特に重要
クランプフレーム
- 鉄心と巻線を機械的に固定するために使用される
- 輸送中や短絡衝撃時の巻線変形を防止
- 全体的な機械的強度を向上
- 動作音を低減
高電圧ブッシング
- 変圧器の高電圧端子
- 電気絶縁と機械的サポートを提供する
- 巻線から外部回路へ電気エネルギーを安全に伝導する
- 油入変圧器および乾式変圧器でよく使用されます
低電圧出力 / 高電圧出力
- 低電圧出力:高電流の低電圧側出力
- 高電圧出力:高電圧側出力(高電圧)
変圧器用アルミニウムストリップの用途
乾式変圧器巻線
変圧器用アルミ条は, 乾式変圧器の低圧巻線に広く使用されています.変圧器用高性能アルミ条として, 安定した導電性, 優れた成形性, 耐腐食性を備え, 巻線の長期にわたる安全な運用を保証します.電力機器メーカーにとって, 実績のある成熟した選択肢です.
油入配電用変圧器
中低圧巻線において, アルミニウム巻線帯は主流の導体材料の一つとなっています.銅と比較して, 電気性能を維持しながらコストを大幅に削減できるため, 高コストパフォーマンスの配電用変圧器設計に最適なソリューションとなっています.
変電所と原子炉
高品質の変圧器用アルミニウムストリップは, 変電所や原子炉の巻線に適しており, 均一な導電性と優れた熱安定性を提供し, 電力機器の全体的な信頼性と耐用年数を向上させます.
再生可能エネルギー
太陽光発電インバータや風力発電変圧器では, 変圧器用アルミニウム帯が広く使用されています.軽量で高効率な導電性という利点により, エネルギー変換効率の向上とシステム全体のコスト削減に貢献します.
高周波トランス
一部の高周波電子トランスでは, 銅巻線の代わりにアルミ巻線を採用しています.高周波電気性能要件を満たしながら, 軽量設計とコスト最適化を実現しており, 特に電子電源や再生可能エネルギー発電システムに適しています.
配電用変圧器
柱上変圧器でも箱型配電変圧器でも, 電気アルミニウムストリップは標準的な巻線材料の 1 つであり, 電力網に安定した信頼性の高い送電を提供します.
再生可能エネルギー電力網
太陽光および風力グリッド接続システム用のインバーターおよび昇圧変圧器では, 変圧器用アルミニウムストリップは優れた導電性と耐久性により, システム全体の信頼性と耐用年数の向上に役立ちます.
大型変圧器コイルの主材料
アルミニウム条帯は主に変圧器のコイル巻線に使用され, 変圧器の効率と信頼性の向上に貢献します.その特性により, 配電用変圧器や電力用変圧器など, 様々な種類の変圧器に適しています.
- 乾式変圧器: 軽量で耐腐食性があるため, 巻線にはアルミニウムストリップが好まれます.
- 油入変圧器: コストを節約し, メンテナンスの手間が省けるため, 使用率は継続的に増加しています.
- 配電: 最大 4 MVA の変圧器で使用されます.
太陽光発電および電力産業におけるアプリケーション
アルミニウムストリップは, 乾式変圧器の高電圧および低電圧巻線の導電材料として, 電力業界, 太陽エネルギーなどの分野での使用に適しています.
変圧器用アルミニウムストリップを使用するその他の産業
| 業界 | 説明 |
| 産業オートメーション | 変圧器用アルミストリップは, オートメーション機器の電力および制御変圧器に使用され, 高負荷状態での機器の安定した動作を確保するのに役立ちます. |
| 運輸業界 | 鉄道, 地下鉄, 電気自動車などの分野では, 効率的な電力伝送を実現するために, 電力変圧器や電気自動車充電装置にアルミニウム帯が使用されています. |
| 再生可能エネルギー | 太陽エネルギーに加えて, アルミニウムストリップは風力発電施設, 特に風力発電変圧器でも使用され, アルミニウムの導電性と軽量の利点を利用して効率を高めています. |
| 海洋工学 | 船舶電力システムでは, 変圧器の巻線材料としてアルミニウム帯が使用されています.アルミニウム帯は海水の腐食に耐え, 優れた耐食性を備え, 過酷な環境下でも長期的な信頼性を確保します. |
| 家電製品 | アルミニウムストリップは, 家電製品の変圧器やモーター巻線材料に使用され, 生産コストの削減, エネルギー効率と信頼性の向上に貢献しています. |
| データセンターおよび通信施設 | 変圧器用アルミストリップは, データセンター, 通信ステーション, その他の施設の電力変圧器に広く使用されており, 特に大量の電力を必要とする環境で, 効率的で安定した動作を保証します. |
変圧器用アルミストリップの顧客アプリケーション事例
乾式変圧器の用途
乾式変圧器は, アルミストリップ巻線の主な用途分野であり, 特に防火, 防爆, 環境要件が厳しい場所で使用されます.乾式変圧器用のアルミストリップは, 高い導電性, 柔らかさ, 滑らかな表面, バリのない特性を特徴としており, 理想的な材料です.
電力変圧器の用途
アルミ帯巻変圧器は電力システム, 特に中低圧配電用変圧器に広く使用されています.従来の銅巻変圧器と比較して, アルミ巻変圧器は高効率, 低損失, 省エネ, コンパクト, 軽量, 強力な過負荷容量, そして安全で信頼性の高い動作を特徴としています.
特殊環境アプリケーション
アルミストリップ巻き変圧器は, 湿気の多い環境, 高温, 腐食性の環境, モバイルおよびポータブル用途などの特殊な環境で優れた性能を発揮します.
新しいエネルギーの応用
アルミストリップ巻線変圧器は, 風力発電, 太陽光発電, エネルギー貯蔵システムなどの新エネルギー分野でも幅広い応用が期待されています.
変圧器用アルミストリップの長所と短所
変圧器用アルミストリップの利点
アルミニウムは, その表面に自然に緻密な酸化膜を形成するため, 耐腐食性に優れ, コストが低く, 軽量です.
変圧器用アルミストリップの欠点
- 導電性が低い:アルミニウムの電気伝導率は銅の約61%です.同じ電流容量を得るには, アルミニウム導体の断面積を銅の約1.6倍にする必要があり, コイルのサイズが大きくなります.
- 溶接・接続の難しさ:アルミニウムの酸化膜は融点が高いため, 溶接には特殊な技術と設備(超音波溶接やTIG溶接など)が必要です.接合部の処理が不適切だと, 接触抵抗の上昇や過熱につながる可能性があります.
- 機械的強度が低い: アルミニウムは銅よりも柔らかく, 短絡電流によって生じる電気力に耐える能力が弱いため, 強化された構造設計が必要です.
- 高い熱膨張係数: アルミニウムは温度変化によって膨張と収縮が大きく, 長期的な動作安定性に影響を与える可能性があります.
アルミストリップトランスと銅巻線トランスの比較
銅の方が導体としては優れていますが, アルミニウムは物流と経済の面で大きな利点があります.
- コスト: アルミニウムは銅よりも約 30～50% 安く, 世界市場での価格は通常より安定しています.
- 重量:アルミニウムの密度(2.7 g/cm³)は銅(8.96 g/cm³)の約3分の1です.アルミニウム巻線は同じ電流を流すためにより大きな断面積を必要としますが, それでも最終的な変圧器ははるかに軽量です.
- 熱性能: アルミニウムストリップは丸銅線よりも均一に熱を放散し, 絶縁体の劣化の原因となる「ホットスポット」を減らします.
- スペース: 主な欠点は, 同じ電流の場合, アルミニウムは銅よりも約 66% 多くの断面積を必要とするため, トランス全体のサイズが大きくなることです.
| 特徴 | アルミストリップトランス | 銅ストリップ/ワイヤートランス |
| 料金 | 低(材料コストの大幅な優位性) | 高い |
| 重さ | 軽量(約30％～40％軽量) | 重い |
| サイズ | 大きい(同じ容量の場合) | コンパクト |
| 導電率 | 低い(より大きな断面積が必要) | 素晴らしい |
| 接続の信頼性 | 高い要件, 複雑なプロセス | 簡単で成熟したプロセス |
| 短絡耐性 | 強化設計が必要 | 固有の利点 |
| 長期的な気温上昇 | 適切な設計で基準を満たすことができます | 通常は低い |
| メインマーケット | コスト重視の配電用変圧器, 乾式変圧器 | 中型・大型電力変圧器, 高信頼性アプリケーション |
従来の銅線/銅ストリップの代わりにアルミニウムストリップを使用するのはなぜですか?
主な推進力はコストと重量です.
- 大幅なコスト優位性:アルミニウムの価格は銅よりもはるかに低く(銅の約 3 分の 1), 大量生産される変圧器の原材料コストを大幅に削減できます.
- 軽量: アルミニウムの密度は銅の約 3 分の 1 であるため, 変圧器ははるかに軽量になり, 輸送や設置が容易になります.
- 資源と戦略上の考慮事項: アルミニウム資源は比較的豊富であり, アルミニウムを使用すると銅資源への依存を減らすことができます.
変圧器用アルミストリップの動作原理
変圧器用アルミストリップは, 主にアルミニウムの導電性を利用して変圧器内に電流経路を形成します.交流電流がアルミストリップを通過すると, 交流磁場が発生し, 電磁誘導によるエネルギー変換と伝送を実現します.従来の銅ストリップと比較して, アルミストリップは優れた導電性を維持しながら, 低コストと軽量化を実現します.変圧器用アルミストリップの動作原理は, アルミニウムの導電性を利用して電流経路を形成することに基づいています.交流電流がアルミストリップを通過すると, 交流磁場が発生し, 電磁誘導による電力変換と伝送を実現します.銅ストリップと比較して, アルミストリップは優れた導電性を維持しながら, コストと重量を削減します.
変圧器用アルミストリップ選定ガイド
変圧器用アルミストリップの選択と使用のポイント
- 材料の選択:変圧器の容量と電圧クラスに応じて適切なグレードを選択します(中電圧と高電圧の場合は 1060, 低電圧の場合は 1050).
- 焼き入れ性の確認: O 焼き入れである必要があります.巻き取り性能に影響するため, H 焼き入れ (半硬質 / 硬質) の使用は避けてください.
- 表面品質: 表面に傷やバリがなく, エッジが均一に面取りされていることを確認します.
- 寸法精度: 厚さの許容差はコイルの抵抗と損失に直接影響するため, 厳密に管理します.
- 接続プロセス: 過度の接触抵抗を避けるために, 超音波溶接または特殊なアルミニウム - 銅移行コネクタを使用します.
優れたコストパフォーマンスと軽量という利点により, 変圧器用アルミストリップは, 現代の変圧器製造, 特に乾式変圧器において主流の選択肢となっています.適切な設計(低い導電率を補うために断面積を増やす)とプロセスの最適化により, アルミストリップ変圧器は電力システムの性能要件を完全に満たし, 省エネとコスト削減のための理想的なソリューションとなります.
変圧器の種類に応じてアルミニウム合金グレードを選択してください
適切な合金を選択すると, 巻き取り時の安定した導電性と機械的性能が保証されます.
変圧器用アルミニウムストリップの一般的な合金:
1060 / 1070 アルミニウム
高い導電性と優れた成形性により配電用変圧器に広く使用されています.
1350電気グレードアルミニウム
電気導体用に特別に設計されています.安定した導電性と低抵抗を実現し, 大電流巻線に最適です.
変圧器の種類によって, アルミニウム帯板に対する性能要件は異なります.具体的な用途シナリオに応じて適切な合金グレードを選択する必要があります.
乾式変圧器
通常, 1060または1070グレードのアルミニウム条が選択されます.これらの材料は高純度で優れた電気伝導性を備えており, 乾式変圧器の性能要件を満たしています.
油入変圧器
1050または1060グレードのアルミニウムストリップを使用できます.これらの材料は耐食性と加工性に優れているため, 油浸環境での使用に適しています.
特殊トランスフォーマー
たとえば, 高周波トランスやパルストランスでは, より高い導電性とより安定した電気性能を提供する 1350 などの特殊な電気アルミニウムストリップが必要になる場合があります.
選択のヒント:
変圧器の巻線では, 強度よりも常に導電性を優先する必要があります.純度の高い合金は, 損失を低減し, エネルギー効率を向上させます.
技術的パラメータに基づいて仕様を選択する
変圧器用アルミニウムストリップを選択するときは, 特定の技術パラメータ要件に基づいて仕様を選択する必要があります.
- 厚さの選択:アルミストリップの厚さは, 変圧器の定格容量, 動作電圧, 巻線構造に基づいて決定する必要があります.一般的に, 容量が大きく, 電圧が高いほど, 必要なアルミストリップの厚さも厚くなります.
- 幅の選択: アルミニウムストリップの幅は, 巻き取り設計要件と巻き取りプロセスに基づいて決定する必要があり, 巻き取り装置の容量も考慮する必要があります.
- 導電率要件:変圧器の効率要件と損失制限に基づいて, 適切な導電率を持つアルミストリップを選択します.一般的に, 導電率が高いほど巻線損失は低くなりますが, コストは高くなります.
- 機械的性能要件: 巻き取りプロセスと構造に基づいて適切な引張強度と伸びを持つアルミニウムストリップを選択し, 巻き取り中に破損や過度の変形が発生しないようにします.
費用対効果分析と長期コストの考慮
変圧器用アルミストリップを選択する際には, 初期購入コストを考慮するだけでなく, 包括的なコストパフォーマンス分析と長期的なコスト評価も実施する必要があります.
コスト要因分析
- 初期コスト: 材料費, 加工費, 輸送費など, さまざまなサプライヤーからの見積りを比較します.
- 運用コスト: アルミニウムストリップの導電性が変圧器の損失に与える影響を考慮し, 長期運用中のエネルギー消費コストを計算します.
- メンテナンスコスト: アルミニウムストリップの品質が変圧器のメンテナンス頻度とコストにどのように影響するかを検討します.
- 耐用年数: アルミニウムストリップの品質と性能が変圧器の寿命にどのように影響するかを評価し, ライフサイクル全体のコストを計算します.
- 信頼性価値: 高品質のアルミストリップにより変圧器の信頼性と安全性が向上することでもたらされる潜在的な価値を考慮してください.
これらの要素を総合的に考慮することで, 最も費用対効果の高い変圧器用アルミストリップ製品を選択し, 長期的な経済的および技術的利益を実現できます.
変圧器用アルミストリップの製造工程
原材料の準備
適切な純度のアルミニウムインゴットを選定し, 正確な成分計算を行い, 不純物除去と予熱処理を実施することで, 不純物含有量を0.02%以下に抑えます.高品質の原材料は, 高品質の変圧器用アルミニウム条材を製造するための基盤です.
溶解と精製
前処理したアルミニウムインゴットと合金元素を溶解炉に投入し, 700～800℃に加熱して溶解します.30～45分間均一に撹拌します.ガス吹き込みとろ過により不純物やガスを除去し, 溶融アルミニウムの温度を正確に制御して, 次の鋳造工程に備えます.
鋳造とインゴット処理
溶融アルミニウムを鋳型に流し込んでインゴットを形成し, 冷却速度を制御して内部応力や欠陥を回避し, 均質化処理を行って内部構造を改善し, 均一な結晶粒構造を確保します.
圧延と熱処理
インゴットを550～580℃に加熱し, 熱間圧延を行います.さらに冷間圧延を行い, 目標厚さまで圧下します.冷間圧延されたアルミニウムストリップに最終焼鈍を施し, 所望のO質(軟質状態)にすることで, 平坦性と表面品質を向上させます.
仕上げと表面処理
アルミニウムストリップを必要な幅にスリットし, エッジの面取りとバリ取りを行い, 表面を洗浄して油分や不純物を取り除き, 必要に応じて不動態化やコーティングなどの表面処理を施して耐腐食性や絶縁性能を高めます.
品質管理と検査
受入原材料, 製造工程における主要なプロセスパラメータ, そして完成品について, 包括的な品質検査を実施します.検査には, 化学組成分析, 導電性試験, 機械特性試験, 寸法測定, 目視検査が含まれます.包括的な品質トレーサビリティシステムを構築します.
変圧器用アルミニウムストリップの加工と処理
変圧器用アルミニウムストリップの加工
- 原料の準備と加熱:まず, アルミニウムのインゴットを炉に入れ, 加熱します.炉の温度は徐々に上昇し, アルミニウムを溶解するのに適した範囲に達します.溶解工程では, 不純物を除去し, アルミニウムの純度と性能を向上させるために, 合金元素が添加されます.
- 鋳造とビレット切断: 溶融アルミニウムから不純物を取り除いた後, アルミニウムビレットに鋳造し, その後, さらなる圧延工程のために指定された厚さのアルミニウム板に切断します.
- 粗圧延:切断された厚板は, 冷間圧延機に送られ, 粗圧延されます.冷間圧延工程では, アルミニウム板の厚さを徐々に薄くし, 材料の機械的特性を, 後続の熱間圧延の要件を満たすように調整します.
- 熱間圧延と仕上げ:粗圧延されたアルミニウム板は, 更なる加工のために熱間圧延工場に送られます.高温で行われる熱間圧延工程は, アルミニウムストリップの延性と靭性を効果的に高め, 仕様を満たす仕上げストリップを生み出します.
- 焼鈍:圧延後, アルミニウムストリップは焼鈍処理を受けます.焼鈍処理では, 材料を一定の温度に加熱し, 一定時間保持することで内部応力を緩和し, 延性, 柔軟性, 耐食性を向上させ, アルミニウムストリップの性能の安定性を確保します.
- 切断と成形: 焼きなましされたアルミニウムストリップの端は, 正確な寸法と滑らかな端を確保するためにトリミングされます.
- 梱包と出荷:完成した変圧器用アルミストリップは, 品質検査を受け, お客様のご要望に応じてコイル状に巻かれ, 梱包されます.梱包が完了すると, アルミストリップは安全に指定の場所へ輸送され, 使用されます.
製造上の考慮事項
変圧器巻線用のアルミニウムストリップを選定する際には, 合金グレード, 厚さ, 幅, エッジ処理といった要素を考慮し, 特定の変圧器設計要件を満たす必要があります.適切な焼鈍処理と表面処理を施すことで, 性能をさらに向上させ, 耐用年数を延ばすことができます.
変圧器用アルミニウムストリップは, 電気効率, 機械的強度, 経済的実現可能性を兼ね備えているため, 変圧器製造に適した材料となっています.